“微體古生物學”科研反哺教學的研究與實踐

［摘 要］ 為激發(fā)學生的學習興趣，提高學生的實踐能力，在“微體古生物學”教學中采用科研反哺教學的方法，讓學生在學習理論知識的同時參與科研活動，取得了良好的教學效果。通過參與樣品采樣、微體化石處理—挑選—鑒定、編寫鑒定報告、閱讀參考文獻、編寫研究報告等一系列科研實踐，學生學會了自主、合作、探究式的學習。學生不僅有效地掌握了理論和實驗知識，提高了考核分數(shù)，還能挖掘個體潛能，在實驗設(shè)計上提高了創(chuàng)新能力?？蒲蟹床附虒W的方法，能夠促進“微體古生物學”的教學改革，提高教學質(zhì)量，值得推廣實施。

［關(guān)鍵詞］ 微體古生物學；科研反哺教學；教學模式；創(chuàng)新能力

［基金項目］ 2021年度河北地質(zhì)大學校級教改項目“‘微體古生物學’科研反哺教學的研究與實踐”（2021J44）

［作者簡介］ 姜紅霞（1976—），女，山東煙臺人，博士，河北地質(zhì)大學地球科學學院助理研究員（通信作者），主要從事微體古生物學研究；吳思穎（2000—），女，河北保定人，河北地質(zhì)大學地球科學學院2023級古生物學與地層學專業(yè)碩士研究生，研究方向為泥盆紀微生物巖；梁 蕾（1989—），女，河北邢臺人，博士，河北地質(zhì)大學地球科學學院助理研究員，主要從事牙形石生物地層與演化研究。

［中圖分類號］ G642.0 ［文獻標識碼］ A ［文章編號］ 1674-9324（2025）-07-0021-04 ［收稿日期］ 2024-01-31

當今社會教育、科技、人才是全面建設(shè)社會主義現(xiàn)代化國家的基礎(chǔ)性、戰(zhàn)略性支撐。深入實施人才強國戰(zhàn)略，培養(yǎng)大批德才兼?zhèn)涞母哔|(zhì)量人才，是國家和民族的長遠發(fā)展大計［1］。隨著社會的不斷發(fā)展，亟須建立一套兼顧基礎(chǔ)教學與科研實踐的教育方法，將前沿科研成果與傳統(tǒng)教學緊密聯(lián)系在一起。2019年，教育部發(fā)布《關(guān)于深化本科教育教學改革全面提高人才培養(yǎng)質(zhì)量的意見》，明確提出了推動科研反哺教學，推動高校及時把最新科研成果轉(zhuǎn)化為教學內(nèi)容，激發(fā)學生專業(yè)學習興趣。

“微體古生物學”在各大地學類高校中，均是古生物學與地層學專業(yè)的本科生和研究生的必修課程，其教學包括理論和實驗兩部分。微體古生物學研究的是只能依靠顯微鏡或電子顯微鏡才能觀察的微小古生物化石。微體化石的研究極具專業(yè)性，一般一位研究者只從事一類微體化石的研究，教學單位中往往沒有從事全部微體化石的研究者。作為任課教師，要講授多種毫無關(guān)聯(lián)的微體化石，且沒有相關(guān)的化石標本可以使用，難度較大。對此，根據(jù)近年的教學經(jīng)驗，筆者以理論與實踐相結(jié)合、開拓創(chuàng)新、培養(yǎng)科研精神等方面為切入點，采用科研反哺教學的方法，進行了大膽改革?！拔Ⅲw古生物學”課程講授8種類型的微體化石。在開課之初，對學生進行分組，每一個小組負責一類微體化石的處理。后期學習化石的形態(tài)構(gòu)造及屬種鑒定時，全班學生共同使用獲得的微體化石進行拍照、描述和鑒定。在理論學習時，采用提供一篇重要文獻或者視頻進行自主學習，然后在課堂上講解并擴展，課后學生合作學習新的文獻資料，最后再總結(jié)的研究性學習的方法，取得了較好的教學效果。

一、實施科研反哺教學的指導思想及措施

（一）理論與實踐相結(jié)合，激發(fā)學生學習興趣

目前，對于“微體古生物學”課程的學習包括理論和實驗兩部分，理論大多是在教室采用多媒體上課講授和討論各種微體化石的結(jié)構(gòu)、生態(tài)、地史分布以及在地質(zhì)領(lǐng)域中的應(yīng)用，對學生來說還是較為枯燥，難以引起學生共鳴。學生在實驗課上所能夠?qū)W習的微體化石只有教材上的簡單圖版，樣品處理也只能學習一下教材中介紹的操作步驟，沒有實際參與動手處理樣品和挑取化石、鑒定化石、分析實驗結(jié)果的過程。因此，應(yīng)將理論教學與科研實踐結(jié)合起來，激發(fā)學生的學習興趣。

以學習“硅藻和孢粉”為例，現(xiàn)生硅藻和孢粉很大一部分與新生代化石硅藻及孢粉屬種一致，因此可采用自己動手采樣觀察鑒定的方法。在“微體古生物學”開課后，即開始培養(yǎng)淡水硅藻種子，每名學生分配一個小塑料培養(yǎng)皿，加水，放入硅藻種子。兩周后，用吸管吸取培養(yǎng)皿內(nèi)的硅藻溶液，滴到載玻片上，用蓋玻片刮薄蓋緊，制成活動片，放到顯微鏡下觀察、拍照和鑒定。孢粉則采用戶外自由采樣的方法，學生分組采集不同植物的孢子和花粉，用甘油浸泡，同樣用吸管吸取溶液，滴到載玻片上，用蓋玻片刮薄蓋緊，制成活動片，放到顯微鏡下觀察、拍照、鑒定、統(tǒng)計、計數(shù)。撰寫實驗報告，并展開集體討論硅藻和孢粉的生態(tài)意義。這一實踐方式激發(fā)了學生動腦動手的能力，豐富了教學的內(nèi)容，促使學生積極、主動地去探索，提高自身的學習能力。

實踐是檢驗真理的唯一標準。在理論教學和實驗教學中聯(lián)系實際，把課堂學到的知識融入實踐，才能得到真實的科學結(jié)論［2］。

（二）掌握知識與發(fā)展能力相統(tǒng)一

在重視掌握知識的基礎(chǔ)上，更要注重能力的發(fā)展。教師根據(jù)學生所選研究方向的不同，劃分學習小組，挖掘?qū)W生的自身潛力，建構(gòu)知識體系，提高其分析和解決問題的能力［3］。

微體古生物中每一類微體化石因為其不同的成分、保存方式和用途而具有各自不同的野外采樣和化石處理方法。在基礎(chǔ)的古生物學課程中，學生對化石的學習主要是對其結(jié)構(gòu)和形態(tài)以及生物所屬門類的生物學認識。微體古生物學的學習則不止于此，還需要學生掌握不同微體化石的處理方法和在地質(zhì)生產(chǎn)過程中的應(yīng)用。微體古生物不同門類化石由不同小組負責，在課堂上集體討論研究結(jié)果，與所學的基礎(chǔ)理論知識進行對比，與前人的研究結(jié)果進行對比，確定研究結(jié)果的地層學意義，擴展其古環(huán)境意義、古生態(tài)意義以及可能的演化意義。改變枯燥的以講授為主的教學方式，采用翻轉(zhuǎn)課堂，豐富課堂教學內(nèi)容。教師根據(jù)教學目標以及教學內(nèi)容，采取啟發(fā)誘導等方法激發(fā)學生的學習興趣，提高了學生的學習積極性，促進了學生的身心發(fā)展。

發(fā)展能力是掌握知識的重要條件。每個人都有自己的長處，有的學生邏輯思維能力強，有的學生動手能力強。邏輯思維強的學生在閱讀文獻時能夠很快抓住主題思想，獲得關(guān)鍵信息；動手能力強的學生在實驗室內(nèi)處理化石樣品以及在體視顯微鏡下挑選微體化石時表現(xiàn)非常優(yōu)秀。例如，在學習《有孔蟲的生態(tài)》一節(jié)內(nèi)容時，邏輯思維能力強的學生在分析不同地區(qū)有孔蟲的生態(tài)控制因素時，能很快從數(shù)據(jù)表中總結(jié)出溫度、深度、鹽度等因素中哪一類起控制作用。在使用體視顯微鏡挑選化石時，動手能力強的學生使用顯微鏡目鏡觀察，使用細針輕緩柔和地撥動樣渣查找化石，然后非常穩(wěn)妥地用毛筆的筆尖粘出化石到樣品盒；動手能力欠佳的學生，有的難以適應(yīng)使用顯微鏡的雙目鏡觀察，拿毛筆挑樣的手和看電腦顯微鏡的眼較難協(xié)調(diào)配合操作。這樣就要求學生分組時要根據(jù)自己的能力組成混合小組，提高學習效率。

（三）教師主導與學生主體相統(tǒng)一

在前期課程教學中講授微體古生物的研究現(xiàn)狀和新的研究動態(tài)時，嘗試采用翻轉(zhuǎn)課堂的方式，將文獻內(nèi)容拆分成科學問題的提出、科學問題的實驗研究過程、科學研究的結(jié)論、該科學問題有哪些不足等幾部分，學生在課下進行學習，課堂上師生共同討論學習所得。然而，這樣的教學方式的效果是有限的，因為書本或文獻中的文字描述難以使學生真正理解實驗的過程、結(jié)果以及研究的意義。采用科研反哺教學的方法，讓學生到科研實驗室中參與研究過程，在教師的指導下撰寫研究報告，促使教師主導與學生主體相統(tǒng)一。

以學習“牙形石”為例，引導學生對不同時代地層牙形石樣品進行處理，鼓勵學生根據(jù)不同的巖性設(shè)計不同的實驗處理步驟，然后在顯微鏡下挑選牙形石，鑒定屬種，分析鑒定結(jié)果，討論牙形石的地層意義，撰寫實驗報告。通過這種形式讓學生了解不同時代不同環(huán)境的巖性，再去閱讀相應(yīng)時代的牙形石參考文獻，匯總成研究報告，形成舉一反三的效果［4］。根據(jù)教材中提供的大量不同時代標準化石的圖版，對比所研究的時代樣品中的化石類型，確定是否有標準化石，并給出鑒定理由，在課堂上匯報。這樣不僅有效提高了學生對所學專業(yè)的熱情、興趣和自信心，同時還對前期設(shè)計的翻轉(zhuǎn)課堂的教學方式進行了很好的改進，取得了很好的效果。

（四）培養(yǎng)創(chuàng)新科研精神

將“微體古生物學”課程教學和科研工作相結(jié)合，有利于培養(yǎng)學生的創(chuàng)新和質(zhì)疑能力，將學習的內(nèi)容拓展到超出教材的水平。例如，針對不同樣品的實驗設(shè)計不拘泥于教材提到的設(shè)備，在處理硅質(zhì)海綿骨針化石的實驗中，學生就積極動手動腦嘗試最有效的方法。由于硅質(zhì)骨針樣品為薄板狀碎片，樣品上骨針密集且均發(fā)生重結(jié)晶，用酸液溶下后要盡快清洗。所用酸為氫氟酸，氫氟酸只能用塑料制品來存放。由于樣品量少，只能使用實驗室內(nèi)常備的小塑料杯處理骨針樣品，十幾毫升的溶液用篩網(wǎng)過濾，極少量的殘渣難以獲得。針對這個問題，組織學生進行實驗前的討論。最后確定將溶樣后的酸液移到塑料培養(yǎng)皿的蓋子上，用清水緩慢清洗，清洗后直接拿到顯微鏡下觀察、拍照和鑒定。用塑料蓋子替代篩網(wǎng)來清洗樣渣，這種改進也是學生創(chuàng)新能力的體現(xiàn)。

二、實施科研反哺教學的成效

（一）實現(xiàn)課程功能的改變

微體古生物科研反哺教學的研究與實施改變了課程過于注重知識傳授的傾向，強調(diào)學生養(yǎng)成積極主動的學習態(tài)度，使學生獲得基礎(chǔ)知識與基本技能的過程同時成為學會學習和形成正確價值觀的過程，倡導自主、合作和探究的學習方式。

微體古生物科研反哺教學的研究與實施使學生學會自主學習、合作學習和研究性學習。在每一個新章節(jié)開始之前，提示學生閱讀或者觀看相關(guān)內(nèi)容資料，上課時講解內(nèi)容側(cè)重點以及歷年研究進展，將有爭議性的觀點在課堂上進行討論，最后給學生介紹所學該類微體化石有關(guān)的未來的研究方向。例如，在學習放射蟲這一微體化石時，推薦學生觀看央視《開講啦》丁林的一期節(jié)目，節(jié)目中介紹了印度大陸和歐亞大陸碰撞的時代是由研究層位中放射蟲化石的發(fā)現(xiàn)而確定的。鼓勵學生分小組查閱有關(guān)放射蟲研究的文獻，寫閱讀筆記，并在下一次課上分享閱讀所得。學生重點介紹了放射蟲的兩個重要的地質(zhì)應(yīng)用，一是作為深水相指示的重要生物，二是作為判斷地層時代的標準化石。在討論時，還有學生對放射蟲的演化譜系也提出了一些看法，這類高難度問題的提出是出乎意料的，是學生通過自主學習進入研究型學習的一個非?？捎^的結(jié)果。

（二）學生對實施科研反哺教學的反饋

通過本次微體古生物科研反哺教學的實施，教師不斷轉(zhuǎn)變教學觀念，正確處理學習主體與客體之間的關(guān)系，培養(yǎng)學生的合作意識，使學生的學習從被動到主動，學會探索研究，使合作學習更有效。參與的學生對微體古生物學的研究對象、研究內(nèi)容、研究方法進行了全面學習和實踐，對微體古生物學的科研工作明顯有了初步了解，增加了學習古生物專業(yè)的興趣，提升了專業(yè)自信心。

學生表示通過對巖心樣品微體化石的處理、挑選、拍照、鑒定，不僅拓寬了課本知識，還將課本的理論知識轉(zhuǎn)化為了需要真正理解掌握的知識，把理論與實踐結(jié)合起來，激發(fā)了學生的求知欲；在化石樣品處理過程中，提高了獨立使用儀器進行科學實驗的基本技能；在對微體化石進行鑒定的過程中，樹立了嚴謹、科學的工作態(tài)度；理解了古生物學專業(yè)內(nèi)容的博大精深，部分學生產(chǎn)生了繼續(xù)學習深造的信念，樹立了將來也要從事古生物學研究的事業(yè)理想。結(jié)果表明，學生對當前課程教學模式認可度較高，涵蓋了課程結(jié)構(gòu)、教學內(nèi)容、教學方式、考核與評價體系、教學效果等各方面。

2024年1月，“習近平文化思想與大學文化建設(shè)”研討會在重慶舉辦，來自全國近60所高校的宣傳部或團委負責人與專家學者等100余人參會研討。習近平文化思想對教育事業(yè)發(fā)展意義重大，應(yīng)在各自的專業(yè)領(lǐng)域內(nèi)以習近平文化思想為根本遵循，堅定文化自信，秉持開放包容，堅持守正創(chuàng)新。我?！拔Ⅲw古生物學”課程采用的科研反哺教學的方式，正是堅持以習近平文化思想為引領(lǐng)，堅定文化自信的體現(xiàn)。社會上對地質(zhì)學以及古生物學專業(yè)存在一種偏見，認為其就業(yè)面窄，工作艱苦。學生入校以后往往會受到其他社會熱門專業(yè)學生的“嘲諷”，因此特別需要給予正確的引導，同時也要理解社會主義建設(shè)中勞動不分貴賤，要干一行愛一行，掌握自己的專業(yè)技能，讓自己的人生閃閃發(fā)光?！拔Ⅲw古生物學”課程作為古生物學專業(yè)的必修課，通過科研反哺教學的方式促使學生樹立專業(yè)自信和文化自信，是教學改革最有效的反饋。

（三）科研反哺教學實施與否的學生成績比較

在科研反哺教學實施過程中，與之前無科研工作參與的教學期末考核成績相比較發(fā)現(xiàn)，實施科研反哺后期末考核成績平均分為80.3，其中80分以上的人占50%；未實施科研反哺時期末考核成績平均分為70.61，其中80分以上的人占21%；實施科研反哺教學之后比未實施科研反哺教學平均分提高了9.69分，80分以上的人提高了29%，實施科研反哺后微體古生物實驗課成績平均分為83.2，其中80分以上的人占70%；未實施科研反哺教學時實驗課成績平均分為78.42，80分以上的人占42%；實施科研反哺教學之后與無科研工作參與的實驗成績相比較平均成績提高了4.78分，80分以上的人提高了28%；提示班級成績優(yōu)異比例顯著提高，教學成果明顯增強。

結(jié)語

通過本學期讓學生參與不同科研內(nèi)容的研究嘗試，取得了意想不到的良好效果?！拔Ⅲw古生物學”科研反哺教學的結(jié)果，對于教師而言，一是豐富了教學方式，提高了教學質(zhì)量；二是補充了實驗室缺乏的實驗標本。對于學生而言，將理論學習與實踐應(yīng)用相統(tǒng)一，設(shè)計實驗步驟、實施實驗過程、分析實驗結(jié)果、體驗研究收獲，既能扎實地掌握理論知識，又能感受所學專業(yè)的科研氛圍，非常值得推廣實施。因此，科研反哺教學的實踐是可行的。這種方式必然會成為我校以及其他高校專業(yè)教學方式的一種趨勢。

參考文獻

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［2］孔令軍，宋剛，蘇敏華，等.科研反哺教學在創(chuàng)新型人才培養(yǎng)中的實踐探索：以環(huán)境工程專業(yè)教學為例［J］.高等理科教育，2021（6）：35-39.

［3］邢智峰，鄭偉，王敏.《古生物學》教學中培養(yǎng)創(chuàng)新能力的要素與實踐［J］.教育現(xiàn)代化，2016，3（39）：200-201.

［4］孫柏年，閻德飛，解三平，等.古生物學實驗課程的教學改革與實踐效果［J］.中國大學教學，2006（3）：46-47.

Research and Practice on the Scientific Research of Feedback Teaching in Micropaleontology

JIANG Hong-xia1，2， WU Si-ying1，2， LIANG Lei1，2

（1. College of Earth Sciences， Hebei GEO University， Shijiazhuang， Hebei 050031， China; 2. Hebei International Joint Research Center for Paleoanthropology， Shijiazhuang， Hebei 050031， China）

Abstract： To stimulate students’ interest in learning and improve their practical abilities， the method of scientific research of feedback teaching is adopted in the teaching of Micropaleontology， allowing students to participate in scientific research activities while learning theoretical knowledge， and achieving good teaching results. Through a series of scientific research practices such as sampling， chemical treating， microfossil selection and identification， writing survey reports， reading references， writing research reports， students carry out self-directed， cooperative， and exploratory studying. Not only have they effectively mastered theoretical and experimental knowledge， improved their assessment scores， but they have also tapped into their individual potential and improved their innovation ability in experimental design. Subsequently， the method of scientific research of feedback teaching can promote the teaching reform of Micropaleontology， improve teaching quality， and is worthy of promotion and implementation.

Key words： Micropaleontology; scientific research of feedback teaching; teaching mode; innovation ability